虚拟仪器技术在高频电子线路教学中的应用

唐万伟

【摘要】 高频电子线路课程理论性强，需要通过较多的实验练习进行理论知识的理解，而课时和实验地点的限制又使同学们练习较少。针对这一问题，提出了一种基于虚拟仪器技术的高频电子线路实验平台的设计方法。与传统的高频电子线路硬件实验相比，该实验平台能弥补硬件实验的不足，打破传统实验固定地点的局限，减少实验设备的投入，结合课上的理论讲解，有利于激发学生的学习兴趣。

【关键词】 虚拟仪器 高频电子线路 LabVIEW

高频电子线路课程是电子信息工程专业和通信工程专业的一门专业基础课程。对后续课程的学习效果有很大的影响。要加强对教材中基本理论知识的理解和掌握需要通过实验使学生更直观的体会理论知识在实践中的应用，如能让学生通过参与对实验平台设计还可以培养学生实际动手能力、发现问题、分析问题、解决问题的能力。以往的高频电子线路的实验都是在试验箱上完成的，以验证性的实验为主，学生的设计能力没有得到锻炼。

虚拟仪器技术突破了传统电子仪器以硬件为主体的模式充分利用了最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能。

LabVIEW提供很多外观与传统仪器（如示波器、万用表）类似的控件，可用来方便地创建用户界面。是一款功能比较强大的虚拟仪器设计软件。与传统的编程语言比较，LabVIEW图形编程方式能够节省85%以上的程序开发时间，其运行速度却几乎不受影响，体现出了极高的效率。

一、虚拟仪器技术

虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量的一种技术。具有性能高，扩展性强，开发时间少，无缝集成等优点

在高频电子线路的教学中，如果使用LabVIEW进行实验平台的设计，帮助同学学习理解、掌握课堂上的理论知识，既可以达到与硬件实验同样的效果，又提供给学生更多的实践机会。基于其诸多优势，很多高校也在积极探索研究适合各自课程的虚拟实验平台。

二、高频电子线路虚拟实验平台设计

实验总体分为六大部分，即振幅调制与解调，小信号放大，数字调制与解调，频率变换与混频，功率放大与选频与滤波，实验组成如图1所示。

三、实验范例

打开虚拟实验平台的可执行程序进入入口界面如图2所示。学生可以通过左侧的选项卡进入相应的实验模块学习，这里以数字调制与解调实验模块为例做以说明。

点击数字调制与解调进入相应的子模块，如图3所示。

设置输入为1010001100可以立即得出相应的2ASK，2FSK，2PSK的图行如图3所示。再通过点击上方的解调选项卡可以看到各种调制相应的解调的波形。实践证明通过该实验平台的训练，学生可以很轻松的掌握基本原理，收到了实验辅助理论教学的作用。

四、结语

文中提出的基于LabVIEW的高频电子线路实验平台，可以弥补学校硬件实验设施的不足，提升教学效率，通过提供实验的源程序，让学生可以自行修改程序，激发学生的学习兴趣，使学生从被动的应付实验变为主动的设计实验，从而提升的学生实践创新能力。